KR20070032931A - Method and apparatus for measuring pixel drive current and recording medium - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 픽셀 구동 전류를 측정하는 방법은, 복수의 픽셀들이 모두 비점등 상태로 설정되었을 때 배선으로 흐르는 오프셋 전류를 측정하는 제 1 단계와, 복수의 픽셀들 중에서 소정의 픽셀들만이 점등되었을 때 배선으로 흐르는 전류와 오프셋 전류 사이의 차로부터 소정의 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 측정하는 제 2 단계와, 제 2 단계를 반복하여, 복수의 픽셀들 중 소정의 수의 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 연속으로 측정한 다음 복수의 픽셀들을 모두 비점등 상태로 재설정하는 제 3 단계와, 제 1 단계 내지 제 3 단계를 반복하여 디스플레이 디바이스의 픽셀 구동 전류를 측정하는 제 4 단계를 포함한다.The method for measuring the pixel driving current according to the present invention includes a first step of measuring an offset current flowing through a wiring line when a plurality of pixels are all set to a non-lighting state, and only predetermined pixels of the plurality of pixels may be turned on. A second step of measuring the pixel driving current of the predetermined pixels from the difference between the current flowing in the wiring and the offset current, and repeating the second step to continuously execute the pixel driving current of the predetermined number of pixels of the plurality of pixels. And a fourth step of resetting all of the plurality of pixels to a non-lighting state, and a fourth step of repeating the first to third steps to measure the pixel driving current of the display device.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에서 기술된 측정 디바이스의 개략도.1 is a schematic diagram of a measurement device described in an embodiment of the invention.
도 2는 본 발명의 실시예의 디스플레이 디바이스의 내부 회로의 예시적인 도면.2 is an exemplary diagram of internal circuitry of a display device of an embodiment of the invention.
도 3은 본 발명의 실시예의 측정 장치의 동작 순서도.3 is an operational flowchart of the measuring apparatus of the embodiment of the present invention.
도 4는 측정된 픽셀의 수와 오프셋 전류의 변화 및 측정된 전류를 도시한 그래프.4 is a graph showing the number of measured pixels and the change in offset current and measured current.
도 5는 픽셀 내 트랜지스터의 전압-전류 특성을 도시한 그래프.5 is a graph illustrating the voltage-current characteristics of transistors in a pixel.
도 6은 디스플레이 디바이스의 내부 회로의 예시적인 도면.6 is an exemplary diagram of internal circuitry of a display device.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 기술된 측정 디바이스의 개략도.7 is a schematic diagram of a measurement device described in another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예의 디스플레이의 내부 회로의 예시적인 도면.8 is an exemplary diagram of internal circuitry of a display of another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예의 측정 장치의 동작 순서도.9 is an operational flowchart of the measuring apparatus of the embodiment of the present invention.
도 10은 측정된 픽셀의 수와 오프셋 전류의 변화 및 측정된 전류를 도시한 그래프.10 is a graph showing the number of measured pixels and the change in offset current and measured current.
도 11은 본 발명이 EL 소자 대체 부하를 사용하는 액티브 매트릭스에 사용되는 실시예를 나타낸 회로도.Fig. 11 is a circuit diagram showing an embodiment in which the present invention is used for an active matrix using an EL element replacement load.
도 12는 도 11의 부하(19)를 도시한 회로도.FIG. 12 is a circuit diagram showing a
본 발명은 픽셀 구동 전류를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 픽셀들의 픽셀 구동 전류가 공통 배선으로부터 분배 및 공급되는 구조를 갖는 디스플레이 디바이스의 픽셀 구동 전류를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for measuring a pixel driving current, and more particularly, to a method and apparatus for measuring a pixel driving current of a display device having a structure in which pixel driving currents of a plurality of pixels are distributed and supplied from a common wiring. It is about.
EL 소자와 같은 자체 발광 LED(self-emitting light-emitting element)를 사용하는 디스플레이 디바이스에서, 발광 소자는 각 발광 소자의 휘도를 제어하는 액티브 매트릭스 기판(active matrix substrate) 내에 밀봉되어 디스플레이 패널을 생성한다. 자체 발광 LED는 일반적으로 소자에 흐르는 전류(픽셀 구동 전류)에 상응하는 휘도로 발광한다. 액티브 매트릭스 기판은 각 픽셀의 픽셀 구동 전류를 제어함으로써 방출 휘도를 제어하는 기능을 갖는다. 픽셀 구동 전류는 FET를 사용하여 제어 전압에 의해 종종 제어된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 발광 소자(66)는 트랜지스터(64)의 드레인 단자에 접속되고 발광 소자(66)에 공급되는 전류는 게이트 전압을 사용하여 드레인 소스 전류를 제어함으로써 제어된다. 홀딩 캐패시터(holding capacitor)(65)는 게이트 전압을 일정하게 유지하도록 일반적으로 게이트 단자에 배치된다. 또한, 기판 내부 배선의 양을 최소화하기 위해, 소스 단자에 공급되는 픽셀 구동 전류가 각 픽셀에 구동 전류를 공급하는 하나의 배선(62A)으로부터 분배 및 공급되도록 설계된다. In a display device using a self-emitting light-emitting element such as an EL element, the light emitting element is sealed in an active matrix substrate that controls the brightness of each light emitting element to produce a display panel. . Self-luminous LEDs generally emit light at a luminance corresponding to the current flowing through the device (pixel drive current). The active matrix substrate has a function of controlling emission luminance by controlling the pixel drive current of each pixel. Pixel drive current is often controlled by a control voltage using a FET. That is, as shown in FIG. 6, the light emitting element 66 is connected to the drain terminal of the
액티브 매트릭스 기판 상의 제어 회로는, 유리 기판과 그의 균등물 상에 스퍼터링(sputtering) 하는 것과 같이 상대적으로 불안정한 층-형성 단계에 의해 생성되므로, 완성된 디스플레이 디바이스를 출하하기 전에 기판 상의 각 픽셀이 원하는 기능을 갖췄는지의 여부를 테스트해 볼 필요가 있다. 테스트 항목 중의 하나는 픽셀 구동 전류의 측정이다. 이 측정은 다음과 같은 과정에 의해 수행된다. 첫째, 측정되는 픽셀의 홀딩 캐패시터(65)를 원하는 전압으로 설정한다. 홀딩 캐패시터(65)는 픽셀 전류를 제어하는 트랜지스터(64)의 게이트 단자에 접속되고, 설정된 전압, 즉 게이트 전압에 상응하는 전류가 드레인과 소스 사이에서 흐르도록 허용된다. 이때 픽셀 구동 전류의 흐름이 측정된다. 측정 결과가 원하는 전류 범위 내에 있는지의 여부를 판단함으로써 측정된 픽셀의 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(64)가 올바르게 동작하는지 여부를 결정할 수 있다. 또한 기판 상의 모든 픽셀들에 대해 이러한 유형의 측정을 수행하고 품질 결정을 함으로써 디스플레이 디바이스가 사전결정된 특성을 갖는지의 여부를 결정할 수 있다. The control circuit on the active matrix substrate is created by a relatively unstable layer-forming step, such as sputtering on a glass substrate and its equivalents, so that each pixel on the substrate has the desired function before shipping the finished display device. You need to test whether you have. One of the test items is the measurement of the pixel drive current. This measurement is performed by the following procedure. First, set the holding capacitor 65 of the pixel to be measured to the desired voltage. The holding capacitor 65 is connected to the gate terminal of the
당연히, 픽셀 구동 전류를 측정할 때에 각 픽셀의 픽셀 구동 전류가 개별적으로 측정되는 것이 바람직하다. 그러나, 앞서 기술된 바와 같이, 픽셀 구동 전류는 구동 전류를 공급하는 단일 배선(62A)으로부터 배분 및 공급되도록 구성되므로, 소정 픽셀만의 전류를 측정하는 것은 불가능하다. 결과적으로, 측정된 픽셀의 픽셀 구동 전류는 일반적으로 디스플레이 디바이스 내에서 측정될 하나 또는 복수의 픽 셀들은 점등되고 다른 픽셀들은 비점등된 상태일 때 구동 전류를 공급하는 배선으로 흐르는 전류를 측정함으로써 알 수 있다. Naturally, when measuring the pixel drive current, it is preferable that the pixel drive current of each pixel is measured separately. However, as described above, since the pixel drive current is configured to be distributed and supplied from a
그러나, 액티브 매트릭스 기판과 같은 반도체 집적 회로에서 픽셀들을 서로로부터 완전히 분리하는 것은 어려우며, 따라서 극소량의 누설 전류가 발생한다. 드레인과 소스 사이의 픽셀 구동 전류를 0으로 만드는 방법은 없기 때문에, 극소량의 누설 전류는 측정이 수행되지 않을 때에도 흐른다. 그러므로, 모든 픽셀들이 비점등 상태에 있을 때에도 일부 전류는 복수의 픽셀에 픽셀 구동 전류를 공급하는 구동 전류 공급을 위한 배선으로 흐른다. 이러한 흐름은 오프셋 전류라고 불린다.However, in semiconductor integrated circuits such as active matrix substrates, it is difficult to completely separate the pixels from each other, so that a small amount of leakage current is generated. Since there is no way to zero the pixel drive current between the drain and the source, very little leakage current flows even when no measurement is taken. Therefore, even when all the pixels are in the non-lighting state, some current flows into the wiring for supplying the driving current for supplying the pixel driving current to the plurality of pixels. This flow is called the offset current.
이와 유사한 기술이 일본 특허 제 3628014호에 개시되는데, 픽셀 구동 전류 측정시 이러한 오프셋 전류의 영향을 제거하기 위해, 측정될 픽셀들이 점등되고 픽셀 구동 전류를 알아냈을 때, 오프셋 전류를 배선(62A)으로 흐르는 전류로부터 감산한다. 현재, 오프셋 전류를 포함하는 측정값이 디지털 값으로 변환되고 오프셋 전류가 데이터 처리에 의해 감산되는 방법으로는 오프셋 전류 성분을 감산하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법에 의해 오프셋 전류 성분을 포함하는 전류를 측정할 필요가 있다. 그러므로, 전류계의 측정 범위를 넓혀야 하는데, 이때 정확한 측정값을 획득하기 어렵다. 그러므로, 오프셋 전류를 상쇄시키는 정전류 회로를 전류계와 병렬로 배치하고, 하드웨어를 사용하여 오프셋 전류를 상쇄시키며, 전류계를 사용하여 오직 픽셀 구동 전류만을 측정하는 다른 방법이 존재한다.A similar technique is disclosed in Japanese Patent No. 3628014, in order to eliminate the influence of such offset current in pixel drive current measurement, when the pixels to be measured are lit and the pixel drive current is found, the offset current is transferred to the
그러나, 전술된 누설 전류는 드레인과 소스 사이에서뿐만 아니라, 홀딩 캐패시터(65)로부터도 생성된다. 홀딩 캐패시터(65)로부터의 누설 전류는 홀딩 캐패시 터의 단자 사이의 전압을 변화시킨다. 그 결과, 게이트 전압이 변화하며, 게이트 전압에 따라 드레인과 소스 사이에서 전류가 흐른다. 다시 말하면, 드레인과 소스 사이의 전류는 전술된 드레인과 소스 사이의 절연 특성에 의한 누설 전류만이 아니며, 전류는 홀딩 캐패시터(65)로부터의 누설 전류에 의해 생성되는 게이트 전압의 변화에 의해 발생되기도 한다. 물론, 절연 특성에 의한 누설 전류는 일정하지만, 픽셀 구동 전압이 배선(62A)에 인가되는 동안 시간이 흐름에 따라 홀딩 캐패시터(65)의 대전량이 증가하기 때문에, 게이트 전압의 변화에 의해 생성되는 전류는 픽셀 구동 전압이 인가되는 동안 시간에 따라 증가한다. 그러나, p-형 트랜지스터(64)는 도 5에 도시된 바와 같은 전압-전류 특성을 갖는다. 그러므로 게이트 소스 전압 Vgs의 값이 좌표 축의 교차 지점으로부터 좌측으로 이동하면, 드레인 소스 전류 Ids의 절대값이 비선형적으로 증가한다. 따라서, 구동 전류를 공급하는 배선(62A)으로 흐르는 오프셋 전류는 시간의 흐름에 따라 급격히 증가한다. 도 5는 p-형 MOS 트랜지스터의 전압-전류 특성의 예를 도시한다. 전류와 전압 극성의 방향은 트랜지스터의 극성에 따라 변화한다.However, the leakage current described above is generated not only between the drain and the source, but also from the holding capacitor 65. The leakage current from the holding capacitor 65 changes the voltage between the terminals of the holding capacitor. As a result, the gate voltage changes, and a current flows between the drain and the source according to the gate voltage. In other words, the current between the drain and the source is not only the leakage current due to the above-described insulation characteristics between the drain and the source, but the current is also generated by the change in the gate voltage generated by the leakage current from the holding capacitor 65. do. Of course, the leakage current due to the insulating characteristics is constant, but since the charging amount of the holding capacitor 65 increases with time while the pixel driving voltage is applied to the
디스플레이 디바이스에는 예를 들어 500,000개 또는 그 이상의 많은 픽셀이 존재하며(XGA에는 786,432개의 픽셀이 존재한다), 그러므로 전체 디스플레이 디바이스의 픽셀 구동 전류를 측정하는 데에도 그에 해당하는 시간이 걸린다. 따라서, 게이트 전압의 변화에 의해 생성된 오프셋 전류가 방치되면, 오프셋 전류가 증가하며 측정된 양을 초과하는 오프셋 전류는 구동 전류를 공급하는 배선(62A)으로 흐른다. 이렇게 오프셋 전류의 값이 큰 상태에서 측정이 실행되면, 넓은 측정 범위 내 에서 측정이 실행되어야 하고, 따라서 높은 정확도를 갖는 측정을 하는 것이 어려워진다. 또한, 픽셀 구동 전압이 배선(62A)에 인가되어 있는 동안 시간의 흐름에 따라 변화하는 오프셋 전류를 정확하게 상쇄시키는 기능 없이 정확한 측정은 불가능하다. 그러므로, 게이트 전압의 변화에 의해 생성되는 오프셋 전류의 영향을 제거할 수 있고 픽셀 구동 전류의 정확한 측정을 수행할 수 있는 측정 방법 및 장치가 필요하다.There are, for example, 500,000 or more pixels in a display device (786,432 pixels in XGA), and therefore it takes time to measure the pixel drive current of the entire display device. Therefore, when the offset current generated by the change in the gate voltage is left, the offset current increases and an offset current exceeding the measured amount flows into the
일본 특허 제 3628014호에 개시된 종래 기술의 예에서는, 오프셋 전류를 상쇄시키는 정전류 회로를 전류계와 병렬로 배치하고, 하드웨어를 사용하여 오프셋 전류를 상쇄시키며, 전류계를 사용하여 오직 픽셀 구동 전류만을 측정함으로써 측정된 전류의 동적 범위는 좁혀지고 정확한 측정이 실행된다. 그럼에도 불구하고, 복수의 픽셀들이 연속으로 측정되면, 도 10에 도시된 바와 같이 시간이 흐름에 따라 오프셋 전류값(41) 증가 비율이 비선형으로 증가한다. 즉, 오프셋 전류(B1, B2, B3, B4)의 절대값이 점진적으로 증가하며, (B1)에서 (B2)로, (B2)에서 (B3)로, (B3)에서 (B4)과 같이, 변화율도 점차 증가한다. 그 결과, 오프셋 전류를 상쇄시키는 정전류 소스에 요구되는 동적 범위도 증가하며 그에 따라 전류를 정확하게 공급하는 것이 어려워진다. 또한, 테스트 중인 픽셀의 오프셋 전류값이 다양한 이유로 인해 지정된 값을 벗어날 가능성도 있다. 결과적으로, 도 10(A)에 도시된 바와 같이, 테스트에서 측정될 픽셀의 구동 전류(42)의 동적 범위는 사실상 일정하며, 전류계의 높은 정확도가 유지될 수 있다 할지라도, 오프셋 전류 상쇄의 정확도가 감소하고 전체 시스템의 측정 정확도가 감소할 가능성이 있다.In the example of the prior art disclosed in Japanese Patent No. 3628014, the constant current circuit canceling the offset current is arranged in parallel with the ammeter, the offset current is canceled using hardware, and only the pixel drive current is measured using the ammeter. The dynamic range of the current drawn is narrowed and accurate measurements are made. Nevertheless, when a plurality of pixels are measured continuously, the rate of increase of the offset
전술된 문제점들은, 복수의 픽셀들이 모두 비점등 상태로 설정되었을 때 배선으로 흐르는 오프셋 전류를 측정하는 제 1 단계와, 복수의 픽셀들 중에서 소정의 픽셀들만이 점등되었을 때 배선으로 흐르는 전류와 오프셋 전류 사이의 차로부터 소정의 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 측정하는 제 2 단계와, 제 2 단계를 반복하여, 복수의 픽셀들 중 소정의 수의 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 연속으로 측정한 다음 복수의 픽셀들을 모두 비점등 상태로 재설정하는 제 3 단계와, 제 1 단계 내지 제 3 단계를 반복하여 디스플레이 디바이스의 픽셀 구동 전류를 측정하는 제 4 단계를 포함하는 본 발명에 따른 픽셀 구동 전류 측정 방법에 의해 해결될 수 있다. The above-described problems include the first step of measuring the offset current flowing through the wiring when the plurality of pixels are all set to the non-lighting state, and the current and the offset current flowing through the wiring when only predetermined pixels among the plurality of pixels are turned on. A second step of measuring a pixel driving current of predetermined pixels from the difference between the second step and repeating the second step, continuously measuring the pixel driving current of a predetermined number of pixels of the plurality of pixels, and then The pixel driving current measuring method according to the present invention includes a third step of resetting all of them to a non-lighting state and a fourth step of repeating the first to third steps to measure the pixel driving current of the display device. Can be.
본 발명에 의해, 제어 전압에 의해 생성되는 오프셋 전류의 영향을 제거할 수 있으며 픽셀 구동 전류의 측정에 있어 정밀도를 향상시킬 수 있는 측정 방법 및 장치가 제공될 수 있다. By the present invention, it is possible to provide a measuring method and apparatus which can eliminate the influence of the offset current generated by the control voltage and can improve the precision in the measurement of the pixel driving current.
본 발명의 전형적인 실시예가 도면을 참조하여 기술될 것이다. An exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 픽셀 구동 전류 측정 장치(20)의 개략도이다. 측정 장치(20)는 자체 발광형 디스플레이 소자인 EL 디스플레이 디바이스(10)의 픽셀들의 점등 상태를 제어하는 픽셀 제어 디바이스(22)와, 디스플레이 디바이스(10)에 구동 전류를 공급하는 배선에 픽셀 구동 전압을 인가하는 전력 소스(24)와, 구동 전류를 공급하는 배선과 전력 소스(24) 사이에 배치된 전류계(23)와, 측정 장 치(20)의 동작을 제어하는 측정 제어 디바이스(21)를 포함한다.1 is a schematic diagram of a pixel drive current measuring
픽셀 제어 디바이스(22)는 디스플레이 디바이스(10)에서 측정될 픽셀을 지정하고, 측정되는 픽셀의 점등/비점등 상태를 제어하며, 측정될 픽셀의 방출 휘도를 제어하는 기능을 갖는다. 또한, 측정 제어 디바이스(21)는 데이터 처리 수단인 MPU(21A)와 하드 디스크 메모리(21B)를 갖는데, 본 발명의 측정 제어 방법이 기록된 프로그램이 메모리(21B)에 저장된다.The
측정 대상인 디스플레이 디바이스는 EL 디스플레이 디바이스(10)로 제한되는 것은 아니며, 휘도가 소자로 흐르는 구동 전류에 의해 제어되는 특성을 갖는 발광 소자를 픽셀 구동 전류가 제어 전압에 의해 제어되는 기능을 갖는 액티브 매트릭스 기판을 사용하여 구동하는 임의의 디스플레이도 가능하다. 또한, 측정 제어 디바이스(21)의 데이터 처리 수단이 반드시 MPU일 필요는 없으며, DSP와 같이, 디지털 데이터의 수학적 연산 기능을 갖는 어떠한 디바이스도 가능하다. 또한 메모리 수단이 반드시 하드 디스크일 필요는 없으며 플래쉬 메모리 또는 RAM과 같이, 디지털 데이터를 저장할 수 있는 어떠한 디바이스도 가능하다. The display device to be measured is not limited to the
측정 대상인 EL 디스플레이 디바이스(10)의 구조가 도 2에 도시된다. EL 디스플레이 디바이스(10)는 행렬 형태로 배치된 픽셀(11)들과, 픽셀 구동 전류를 공급하는 배선(12A), 홀딩 캐패시터(15)의 공통 라인(12B), 데이터 라인(12C), 픽셀 구동 전류에 대한 공통 라인(12D) 및 각 픽셀에 접속된 게이트 라인(12E)을 포함한다. 이러한 설계에서 측정 장치(20)의 전류계(23) 및 전력 소스(24)는 배선(12A)에 접속된다. 픽셀 구동 전류에 대한 공통 라인(12D)은 디스플레이 디바이스(20)의 접 지 전위와 동일한 전위로 설정된다. 별다른 언급이 없는 한, 후술될 설명에서 전압은 공통 라인(12D)의 전압으로부터의 전위차이다. The structure of the
픽셀(11)은 제어의 대상인 측정되는 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)와, 픽셀 구동 전류를 제어하는 소자인 트랜지스터(14)와, 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터의 게이트 전압을 유지시키는 홀딩 캐패시터(15)와, EL 소자(16)를 포함한다. 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)의 게이트 단자는 게이트 라인(12E)에 접속되고, 소스 단자는 데이터 라인(12C)에 접속되며, 드레인 단자는 픽셀 구동 전류와 홀딩 캐패시터(15)의 한쪽 단부를 제어하는 트랜지스터(14)의 게이트 단자에 접속된다. 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)는 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)의 드레인 단자와 홀딩 캐패시터(15)의 한쪽 단부에 접속되고, 소스 단자는 배선(12A)에 접속되며, 드레인 단자는 EL 소자(16)의 한쪽 단부에 접속된다. The
홀딩 캐패시터(15)의 한쪽 단부는 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)의 드레인 단자와 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)의 게이트 단자에 접속되고, 다른 한쪽 단부는 공통 라인(12B)에 접속된다. EL 소자(16)의 한쪽 단부는 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)의 드레인 단자에 접속되고, 다른 한쪽 단부는 공통 라인(12D)에 접속된다. 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)와 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)는 모두 p-형 MOS 트랜지스터들이지만, 그들은 n-형 MOS 트랜지스터일 수도 있으며 또는 MOS 외 다른 구조를 갖는 트랜지스터일 수도 있다. One end of the holding
이제 픽셀(11)의 동작이 기술될 것이다. 본 명세서와 특허청구범위에서의 "전도 상태"라는 용어는 트랜지스터의 드레인과 소스 사이의 임피던스가 낮은 상태 를 의미한다. 이 실시예에서 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)와 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)는 모두 도 5에 도시된 바와 같은 전압-전류 특성을 가지며 그러므로 게이트-소스 전압이 0V 이하의 값을 갖도록 게이트 전압이 제어될 때 두 트랜지스터는 모두 전도 상태에 있다. 도 5는 전도 상태에서의 게이트-소스 전압과 드레인-소스 전류의 전압-전류 특성을 도시한다. 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)가 전도 상태에 있을 때 EL 소자(16)는 방출 상태에 있게 된다. The operation of the
이와는 달리, "비전도 상태"는 트랜지스터의 드레인과 소스 사이의 임피던스가 높은 상태를 의미한다. 게이트-소스 전압이 0V 초과일 때 픽셀은 비전도 상태에 있다. 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)가 비전도 상태에 있을 때 EL 소자(16)는 비방출 상태에 있다. 그러나, 앞서 도시된 바와 같이, 비전도 상태에서도, 드레인과 소스 사이의 전류가 0까지 감소되지 않는 한 절연 특성에 의한 누설 전류가 흐른다.In contrast, the "non-conductive state" means a state in which the impedance between the drain and the source of the transistor is high. The pixel is in a nonconductive state when the gate-source voltage is above 0V. The
픽셀(11)은 게이트 라인(12E)을 0V로 유도함으로써 선택된다. 일반적으로 게이트 라인(12E)에는 10V의 전압이 인가되며 오직 픽셀 제어 디바이스(22)에 의해 선택된 게이트 라인(12E)만이 0V로 유도된다. 그 결과, 픽셀을 선택하는 트랜지스터(13)는 전도 상태에 있게 되며, 데이터 라인(12C)의 제어 전압은 홀딩 캐패시터(15)에 인가된다. 이때 제어 전압(방출 휘도 신호)은 픽셀 제어 디바이스(22)로부터 데이터 라인(12C)으로 제공된다. 제어 전압이 5V 이상일 때, EL 소자(16)는 비점등 상태에 있으며 제어 전압이 5V 미만일 때, EL 소자는 점등 상태에 있다. 점등된 상태에서 제어 전압이 감소함에 따라 휘도는 점차 증가하며 전압이 0V일 때 소자는 최대 세기에서 발광한다. 공통 라인(12B)에는 항상 5V의 전압이 인가된다.
제어 전압을 유지시키는 홀딩 캐패시터(15)는 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)의 게이트 단자에 접속되며, 따라서, 제어 전압에 상응하는 픽셀 구동 전류가 트랜지스터(14)의 드레인과 소스의 사이를 흐른다. 픽셀 구동 전류는 픽셀 구동 전압이 트랜지스터(14)를 통해 EL 소자(16)로 인가되는 배선(12A)으로부터 공급된다. The holding
다음으로, 픽셀 구동 전류 측정 장치(20)의 동작이 기술될 것이다. 도 3은 측정 장치(20)의 동작을 도시한 순서도이다. 측정은 두 가지 측정으로 구성되는데, 예비 측정에서는 메모리(21B) 내부에서 디스플레이 패널(20)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터가 비점등 상태로 설정된 후(단계(30)) 오프셋 전류와 측정된 픽셀들의 수 사이의 상관 관계를 도시하는 테이블이 생성되며 그 다음 본 발명의 측정 방법에 의한 실제 측정(단계(31) 내지 단계(36))이 이루어진다.Next, the operation of the pixel drive current measuring
전술된 바와 같이, 모든 소자의 홀딩 캐패시터가 비점등 상태로 설정된 후 픽셀 구동 전압이 배선(12A)에 인가된 시간 동안 오프셋 전류는 변화한다. 그러므로, 본질적으로, 전압이 인가된 시간과 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 측정하고, 이러한 측정 동안 픽셀 구동 전압이 인가된 시간을 측정하며, 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터가 비점등 상태로 설정된 시점과 픽셀 구동 전류가 측정된 시점 사이의 시간으로부터 오프셋 전류를 알아내는 것이 필요하다. 그러나, 픽셀 구동 전류를 측정하는 장치(20)에 의해, 픽셀 구동 전류는 일정한 타이밍에서 측정되며 측정하는 동안 픽셀 구동 전압이 계속 인가되고, 그에 따라, 픽셀 구동 전압이 인가되는 시 간과 측정된 픽셀의 수는 비례한다. 결과적으로, 측정된 픽셀의 수는 픽셀 구동 전압이 인가된 동안의 시간에 대한 대리의 예비 측정값으로서 사용된다. 결과적으로, 불균일한 측정 타이밍에 픽셀 구동 전류를 측정하는 장치에 의해, 전술된 바와 같이, 픽셀 구동 전압과 오프셋 전류가 인가된 시간 사이의 상관 관계를 찾아야할 필요가 있다. As described above, the offset current changes during the time that the pixel driving voltage is applied to the
예비 측정(단계(30))에서, 디스플레이 패널(10)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터(즉, 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)의 게이트 단자)는 5V에 설정되며(비점등 상태) 배선(12A)으로 흐르는 구동 전류가 전류계(23)에 의해 측정된다. 이때 측정된 전류값은 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류값이다. 다음으로, 적당한 픽셀의 홀딩 캐패시터(15)(즉, 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)의 게이트 단자)가 3V로 설정되며(점등 상태), 그 다음 5V로 재설정되고(비점등 상태), 배선(12A)으로 흐르는 구동 전류가 전류계(23)에 의해 측정된다. 이때 측정된 전류는 측정된 픽셀의 수가 1일 때의 오프셋 전류이다. 이때, 제어 전압은 단계(31)에서 시작하는 실제 측정과 동일한 타이밍에 설정된다. In the preliminary measurement (step 30), the holding capacitor of all the pixels of the display panel 10 (i.e., the gate terminal of the
동일한 점등/비점등 동작은 실제 측정과 동일한 타이밍에서 픽셀들에 대해 수행되어 오프셋 전류가 측정되고, 측정된 픽셀의 수가 2일 때의 오프셋 전류가 알려진다. 예비 측정에 의해 측정되는 픽셀의 최적 위치는 가능한 한 후술될 실제 측정의 상태와 동일한 상태가 되도록 선택되지만, 상태에 따라서 이러한 위치로 제한되지는 않는다. 예를 들어, 단지 측정된 픽셀의 수만이 중요할 때, 픽셀은 측정된 픽셀의 수가 1일 때 알려진 오프셋 전류에 대한 픽셀과 동일한 위치를 포함하여, 완전히 다른 위치에 있을 수 있다. 픽셀들의 점등/비점등 동작은 반복되며 측정된 픽셀의 수와 오프셋 전류 사이의 상관 관계는 메모리(21B) 내의 테이블에 기록된다. The same lighting / non-lighting operation is performed on the pixels at the same timing as the actual measurement so that the offset current is measured, and the offset current when the number of measured pixels is two is known. The optimal position of the pixel measured by the preliminary measurement is chosen to be as same as the state of the actual measurement which will be described later, if possible, but is not limited to this position depending on the state. For example, when only the number of measured pixels is important, the pixel may be in a completely different position, including the same position as the pixel for a known offset current when the number of measured pixels is one. The on / off operation of the pixels is repeated and the correlation between the number of measured pixels and the offset current is recorded in a table in the memory 21B.
전술된 바와 같이, 디스플레이 디바이스(10) 상의 다른 픽셀들의 홀딩 캐패시터(15)의 전압(트랜지스터(14)의 게이트 전압)은 픽셀들의 점등/비점등 동작이 실행됨에 따라 누설 전류와 함께 변화하며, 각 픽셀의 드레인과 소스 사이의 전류는 증가한다. 그러므로, 측정된 픽셀의 수가 1일 때 오프셋 전류는 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류에 비해 큰 값이다. 또한, 오프셋 전류는 측정되는 픽셀의 수가 증가함에 따라(시간이 흐름에 따라) 갑자기 변화한다.As described above, the voltage of the holding
디스플레이 디바이스(10)의 오프셋 값의 변화가 미리 알려질 때, 예비 측정은 필요치 않으며 테이블이 메모리(21B)에 저장된 후에 실제 측정이 수행될 수 있다. 또한, 픽셀 구동 전압이 인가되는 동안의 시간과 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 사용하여 실제 측정에 의해 픽셀 구동 전류를 알아낼 때, 모든 픽셀들을 비점등 상태에 설정하고, 픽셀 구동 전압을 배선(12A)에 인가하고, 소정의 각 시간 간격마다 오프셋 전류를 측정하며, 그 다음 측정이 수행되는 동안의 시간과 테이블의 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 기록할 수 있다. When the change in the offset value of the
다음으로, 본 발명에 따른 측정 방법인 실제 측정이 기술될 것이다(단계(31, 32, 34, 38, 35, 36). 실제 측정에서, 디스플레이 디바이스(10)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터는 5V로 설정된다(단계(31)). 이 단계 동안 드레인과 소스 사이의 누설 전류 외에, 모든 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)로 흐르는 전류는 없다. 다음으로, 1행 1열의 측정되는 픽셀(11)의 홀딩 캐패시터(15)는 3V에 설정된다(단계(32)). 이때 설정되는 전압은 측정 상태에 따라 필요에 따라 설정될 수 있지만, 본 실시예에서의 측정 상태에서는 3V로 설정된다. Next, actual measurement, which is a measuring method according to the present invention, will be described (
또한, 배선(12A)으로 흐르는 전류는 전류계(23)에 의해 측정된다(단계(34)). 다음으로, 메모리(21B)에 저장된 오프셋 전류값 테이블 내의 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 데이터를 사용하여, 오프셋 전류값이 측정값으로부터 감산됨으로써 픽셀 구동 전류의 측정값이 알려진다(단계(38)). In addition, the current flowing through the
측정된 전류는 픽셀의 위치(1행 1열) 및 게이트 전압(3V)과 함께 메모리(21B)에 저장된다. 측정된 픽셀(11)의 홀딩 캐패시터(15)는 결과적으로 5V에 설정된다(비점등 상태). The measured current is stored in the memory 21B along with the pixel position (one row, one column) and the gate voltage 3V. The holding
다음으로, 2행 1열 내의 측정되는 픽셀(17)의 픽셀 구동 전류가 측정된다. 먼저, 측정된 픽셀(17)의 홀딩 캐패시터는 3V에 설정된다(단계(32)). 그 다음 배선(12A)으로 흐르는 전류는 전류계(23)에 의해 측정된다(단계(34)). 다음으로, 메모리(21B)에 저장된 오프셋 전류값 테이블의 측정된 픽셀의 수가 1일 때의 오프셋 전류값 데이터를 사용하여, 오프셋 전류값이 전류계로 측정된 값으로부터 감산됨으로써 픽셀 구동 전류값이 알려진다(단계(38)). 알려진 측정값은 픽셀의 위치(2행 1열) 및 게이트 전압(3V)과 함께 메모리(21B)에 저장된다. 이때 메모리(21B)에 저장된 측정값은 배선(12A)으로 흐르는 전류값과 오프셋 전류값 사이의 차이다. 마지막으로, 측정된 픽셀(17)의 홀딩 캐패시터(15)는 5V에 설정된다(비점등 상태). 제 1 열의 모든 픽셀들의 픽셀 구동 전류는 이와 동일한 프로세스에 의해 연속적으로 측 정된다. Next, the pixel drive current of the
제 1 열의 픽셀들의 측정이 완료되면(단계(35)), 디스플레이 디바이스(10)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터는 5V로 재설정된다(비점등 상태(단계(31))). 이러한 재설정에 의해, 픽셀들은 드레인과 소스 사이의 누설 전류 외에는, 모든 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(14)로 흐르는 전류가 없는 상태로 복귀한다. 그 다음 단계(32, 34, 38)의 프로세스가 반복되며 제 2 열의 각 픽셀의 픽셀 구동 전류가 연속적으로 측정된다. 이때 단계(38)에서 측정된 값들이 측정된 픽셀의 수에 해당하는 오프셋 전류값을 메모리(21B)로부터 호출함으로써 계산된다. 예를 들어, 1행 2열의 픽셀이 측정될 때, 오프셋 전류값은 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 값으로 설정되며 2행 2열의 픽셀이 측정될 때, 오프셋 전류값은 측정된 픽셀의 수가 1일 때의 값으로 설정된다. When the measurement of the pixels in the first column is completed (step 35), the holding capacitors of all the pixels of the
이러한 방법으로 각 픽셀이 연속적으로 측정되어 디스플레이 디바이스(10) 상의 모든 픽셀들이 측정되었을 때(단계(36)), 측정 장치(20)의 측정 동작이 완료된다. MPU(21A)는 메모리(21B)에 저장된 각 픽셀의 측정값이 필요한 표준 범위 내에 있는지의 여부를 확인하고 디스플레이 디바이스(10)의 품질을 결정하는 데에 사용된다. In this way, when each pixel is measured continuously so that all the pixels on the
픽셀 구동 전류가 픽셀 구동 전압이 인가되는 동안의 시간과 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 사용하여 측정될 때, 복수의 소자들이 모두 비점등 상태로 설정된 이래로 흐른 시간이 알려지며 측정값들은 메모리(21B)에 저장된 테이블로부터의 결과 시간에 상응하는 오프셋 전류값을 사용하여 수정된다. 지나간 시간에 상응하 는 오프셋 전류값이 테이블에 입력되지 않으면, 가장 최근의 시간에 상응하는 오프셋 전류를 사용하거나 또는 MPU(21A)를 사용하여 데이터를 삽입함으로써 오프셋 전류값을 알아낼 수 있다. When the pixel drive current is measured using the correlation between the time during which the pixel drive voltage is applied and the offset current, the time since the plurality of elements are all set to the non-lighting state is known and the measured values are stored in the memory 21B. This is corrected using the offset current value corresponding to the resulting time from the table stored in. If the offset current value corresponding to the elapsed time is not input to the table, the offset current value can be found by using the offset current corresponding to the most recent time or by inserting data using the MPU 21A.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 측정 과정 동안 홀딩 캐패시터(15)의 전압이 비점등 상태로 재설정되었을 때의 오프셋 전류의 변화(실선(40)) 대 재설정없이 측정이 계속되었을 때의 오프셋 전류의 변화(점선(41))를 도시한다. 편의를 위해, 실선(40)과 점선(41)은 직선 및 곡선으로서 도시되었지만, 실제 오프셋 전류값은 전술된 바와 같이 예비 측정에 의해 획득된 물리량이며 테이블에 입력된 것으로 엄밀하게는 비연속적인 값들이다. 또한, 측정된 구동 전류값을 도시한 점선(41)은 단계별로 도시되었지만, 이것은 단순히 테스트의 대상의 측정값을 개략적으로 도시한 것이며, 도면에서 각 지점의 위치는 특별한 의미를 갖지 않는다. 도면으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 재설정의 결과로서, 오프셋 전류값은 주기적으로 초기값으로 복귀되며, 따라서 측정 과정 중 오프셋 전류의 증가가 제어되고 오프셋 전류의 동적 범위는 도면에서 C로 도시된 범위 내에서 유지될 수 있다. 측정된 구동 전류의 동적 범위는 도면에서 A로 도시된 범위이고, 전류계(23)에 필요한 동적 범위는 A+C, 즉 도면에서 D로 도시된 범위 내에서 유지될 수 있다. 그러므로, 측정의 정확도가 감소하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 오프셋 전류가 초기값으로 복귀할 때마다 하나의 열(row)이 측정된다. 결과적으로, 측정 과정 중 오프셋 전류의 변화가 기록된 테이블은 불필요하게 되며, 테이블의 내용이 감축될 수 있다. 4 shows the change in the offset current when the voltage of the holding
본 발명의 실시예에서, 측정 과정 중 홀딩 캐패시터(15)의 전압이 비점등 상 태로 재설정되는 시간은 EL 디스플레이 디바이스(10)의 픽셀들의 하나의 열의 측정이 완료되고 다음 열의 측정이 시작되기 전의 시간이다. 그러나, 재설정 시간은 이 예에 제한적인 것이 아니다. 예를 들어, 전압은 제 1 열의 측정 동안 임의의 시점에 재설정될 수 있으며, 또는 복수의 열들의 측정 후에 재설정될 수 있다. 또한, 전압이 재설정되는 시간은 전류계(23)의 측정 범위 내에서 유지되도록 미리 결정될 수 있다. 또한 측정 제어 디바이스(21)를 사용해 전류계(23)의 측정된 값을 모니터하여 소정의 값이 초과되었을 때 전압을 재설정할 수도 있다. In the embodiment of the present invention, the time during which the voltage of the holding
이 실시예는 예비 측정에 의해 각 픽셀에 대한 오프셋 전류값이 알려진 경우에 대해 기술되었지만, 오프셋 전류에서 시간에 따른 작은 변화를 갖는 디바이스가 측정되었을 때, 측정된 픽셀의 수가 0일 때(초기값) 배선(12A)으로 흐르는 전류와 오프셋 전류 사이의 차를 알아냄으로써 픽셀 구동 전류를 구할 수 있다. 이러한 경우, 예비 측정은 단순화되며(단지 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류만이 측정된다), 빠른 측정이 가능해진다. 또한, 큰 테이블이 필요치 않으며 그에 따라 메모리(21B)의 저장 용량을 더 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. This embodiment has been described for the case where the offset current value for each pixel is known by preliminary measurement, but when the device having a small change over time in the offset current is measured, when the number of measured pixels is zero (initial value) The pixel drive current can be obtained by finding the difference between the current flowing through the
본 발명의 다른 실시예가 도면을 참조하여 후술될 것이다.Another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
도 7은 본 발명에 따른 픽셀 구동 전류 측정 장치(80)의 개략도이다. 측정 장치(80)는 자체 발광형 디스플레이 소자인 EL 디스플레이 디바이스(70)의 픽셀들의 점등 상태를 제어하는 픽셀 제어 디바이스(82)와, 디스플레이 디바이스(70)에 구동 전류를 공급하는 배선에 픽셀 구동 전압을 인가하는 전력 소스(84)와, 구동 전류를 공급하는 배선과 전력 소스(84) 사이에 배치된 전류계(83)와, 전류계(83)와 병렬 접속되는 정전류 회로(constant current circuit)(85) 및 측정 장치(80)의 동작을 제어하는 측정 제어 디바이스(81)를 포함한다.7 is a schematic diagram of a pixel driving current measuring device 80 according to the present invention. The measuring device 80 includes a
픽셀 제어 디바이스(82)는 디스플레이 디바이스(70)에서 측정될 픽셀을 지정하고, 측정되는 픽셀의 점등/비점등 상태를 제어하며, 측정될 픽셀의 방출 휘도를 제어하는 기능을 갖는다. 또한, 측정 제어 디바이스(81)는 데이터 처리 수단인 MPU(81A)와 하드 디스크 메모리(81B)를 갖는데, 본 발명의 측정 제어 방법이 기록된 프로그램이 메모리(81B)에 저장된다. 정전류 회로(85)는 일정한 전류가 흐르게 하는 기능을 가지는 회로이며, 스스로 소정의 전류를 발생시키는 회로(전류 소스)일 수 있고, 또는 전력 소스(84)(전류계(83)를 통과하여 흐르는 전류의 잔여분)로부터 오직 소정의 전류의 흐름만을 허용하는 회로(전류를 제어하는 회로)일 수 있다. The
측정 대상인 디스플레이 디바이스는 EL 디스플레이 디바이스(70)로 제한되는 것은 아니며, 휘도가 소자로 흐르는 구동 전류에 의해 제어되는 특성을 갖는 발광 소자를 픽셀 구동 전류가 제어 전압에 의해 제어되는 기능을 갖는 액티브 매트릭스 기판을 사용하여 구동하는 임의의 디스플레이도 가능하다. 또한, 측정 제어 디바이스(81)의 데이터 처리 수단이 반드시 MPU일 필요는 없으며, DSP와 같이, 디지털 데이터의 수학적 연산 기능을 갖는 어떠한 디바이스도 가능하다. 또한 메모리 수단이 반드시 하드 디스크일 필요는 없으며 플래쉬 메모리 또는 RAM과 같이, 디지털 데이터를 저장할 수 있는 어떠한 디바이스도 가능하다. The display device to be measured is not limited to the
측정 대상인 EL 디스플레이 디바이스(70)의 구조가 도 8에 도시된다. EL 디 스플레이 디바이스(70)는 행렬 형태로 배치된 픽셀(71)들과, 픽셀 구동 전류를 공급하는 배선(72A), 홀딩 캐패시터(75)의 공통 라인(72B), 데이터 라인(72C), 픽셀 구동 전류에 대한 공통 라인(72D) 및 각 픽셀에 접속된 게이트 라인(72E)을 포함한다. 이러한 설계에서 측정 장치(80)의 전류계(83) 및 전력 소스(84)는 배선(72A)에 접속된다. 픽셀 구동 전류에 대한 공통 라인(72D)은 디스플레이 디바이스(80)의 접지 전위와 동일한 전위로 설정된다. 별다른 언급이 없는 한, 후술될 설명에서 전압은 공통 라인(72D)의 전압으로부터의 전위차이다. The structure of the
픽셀(71)은 제어의 대상인 측정되는 픽셀을 선택하는 트랜지스터(73)와, 픽셀 구동 전류를 제어하는 소자인 트랜지스터(74)와, 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터의 게이트 전압을 유지시키는 홀딩 캐패시터(75)와, EL 소자(76)를 포함한다. 픽셀을 선택하는 트랜지스터(73)의 게이트 단자는 게이트 라인(72E)에 접속되고, 소스 단자는 데이터 라인(72C)에 접속되며, 드레인 단자는 픽셀 구동 전류와 홀딩 캐패시터(75)의 한쪽 단부를 제어하는 트랜지스터(74)의 게이트 단자에 접속된다. 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)는 픽셀을 선택하는 트랜지스터(73)의 드레인 단자와 홀딩 캐패시터(75)의 한쪽 단부에 접속되고, 소스 단자는 배선(72A)에 접속되며, 드레인 단자는 EL 소자(76)의 한쪽 단부에 접속된다. The
홀딩 캐패시터(75)의 한쪽 단부는 픽셀을 선택하는 트랜지스터(73)의 드레인 단자와 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)의 게이트 단자에 접속되고, 다른 한쪽 단부는 공통 라인(72B)에 접속된다. EL 소자(76)의 한쪽 단부는 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)의 드레인 단자에 접속되고, 다른 한쪽 단부는 공 통 라인(72D)에 접속된다. 픽셀을 선택하는 트랜지스터(73)와 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)는 모두 p-형 MOS 트랜지스터들이지만, 그들은 n-형 MOS 트랜지스터일 수도 있으며 또는 MOS 외 다른 구조를 갖는 트랜지스터일 수도 있다. One end of the holding capacitor 75 is connected to the drain terminal of the
이제 픽셀(71)의 동작이 기술될 것이다. 본 명세서와 특허청구범위에서의 "전도 상태"라는 용어는 트랜지스터의 드레인과 소스 사이의 임피던스가 낮은 상태를 의미한다. 이 실시예에서 픽셀을 선택하는 트랜지스터(73)와 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)는 모두 도 5에 도시된 바와 같은 전압-전류 특성을 가지며 그러므로 게이트-소스 전압이 0V 이하의 값을 갖도록 게이트 전압이 제어될 때 두 트랜지스터는 모두 전도 상태에 있다. 도 5는 전도 상태에서의 게이트-소스 전압과 드레인-소스 전류의 전압-전류 특성을 도시한다. 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)가 전도 상태에 있을 때 EL 소자(76)는 방출 상태에 있게 된다. The operation of
이와는 달리, "비전도 상태"는 트랜지스터의 드레인과 소스 사이의 임피던스가 높은 상태를 의미한다. 게이트-소스 전압이 0V 초과일 때 픽셀은 비전도 상태에 있다. 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)가 비전도 상태에 있을 때 EL 소자(76)는 비방출 상태에 있다. 그러나, 앞서 도시된 바와 같이, 비전도 상태에서도, 드레인과 소스 사이의 전류가 0까지 감소되지 않는 한 절연 특성에 의한 누설 전류가 흐른다.In contrast, the "non-conductive state" means a state in which the impedance between the drain and the source of the transistor is high. The pixel is in a nonconductive state when the gate-source voltage is above 0V. The
픽셀(71)은 게이트 라인(72E)을 0V로 유도함으로써 선택된다. 일반적으로 게이트 라인(72E)에는 7V의 전압이 인가되며 오직 픽셀 제어 디바이스(82)에 의해 선택된 게이트 라인(72E)만이 0V로 유도된다. 그 결과, 픽셀을 선택하는 트랜지스 터(73)는 전도 상태에 있게 되며, 데이터 라인(72C)의 제어 전압은 홀딩 캐패시터(75)에 인가된다. 이때 제어 전압(방출 휘도 신호)은 픽셀 제어 디바이스(22)로부터 데이터 라인(12C)으로 제공된다. 제어 전압이 5V 이상일 때, EL 소자(76)는 비점등 상태에 있으며 제어 전압이 5V 미만일 때, EL 소자는 점등 상태에 있다. 점등된 상태에서 제어 전압이 감소함에 따라 휘도는 점차 증가하며 전압이 0V일 때 소자는 최대 세기에서 발광한다. 공통 라인(72B)에는 항상 5V의 전압이 인가된다.
제어 전압을 유지시키는 홀딩 캐패시터(75)는 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)의 게이트 단자에 접속되며, 따라서, 제어 전압에 상응하는 픽셀 구동 전류가 트랜지스터(74)의 드레인과 소스의 사이를 흐른다. 픽셀 구동 전류는 픽셀 구동 전압이 트랜지스터(74)를 통해 EL 소자(76)로 인가되는 배선(72A)으로부터 공급된다. The holding capacitor 75 holding the control voltage is connected to the gate terminal of the
다음으로, 픽셀 구동 전류 측정 장치(80)의 동작이 기술될 것이다. 도 9는 측정 장치(80)의 동작을 도시한 순서도이다. 측정은 두 가지 측정으로 구성되는데, 예비 측정에서는 메모리(81B) 내부에서 디스플레이 패널(70)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터가 비점등 상태로 설정된 후(단계(90)) 오프셋 전류와 측정된 픽셀들의 수 사이의 상관 관계를 도시하는 테이블이 생성되며 본 발명의 측정 방법에 의한 실제 측정(단계(91) 내지 단계(96))이 이루어진다.Next, the operation of the pixel drive current measuring device 80 will be described. 9 is a flowchart showing the operation of the measuring device 80. The measurement consists of two measurements, in the preliminary measurement, after the holding capacitors of all the pixels of the
전술된 바와 같이, 모든 소자의 홀딩 캐패시터가 비점등 상태로 설정된 후 픽셀 구동 전압이 배선(72A)에 인가된 시간 동안 오프셋 전류는 변화한다. 그러므로, 본질적으로, 전압이 인가된 시간과 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 측정하고, 이러한 측정 동안 픽셀 구동 전압이 인가된 시간을 측정하며, 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터가 비점등 상태로 설정된 시점과 픽셀 구동 전류가 측정된 시점 사이의 시간으로부터 오프셋 전류를 알아내는 것이 필요하다. 그러나, 픽셀 구동 전류를 측정하는 장치(80)에 의해, 픽셀 구동 전류는 일정한 타이밍에서 측정되며 측정하는 동안 픽셀 구동 전압이 계속 인가되고, 그에 따라, 픽셀 구동 전압이 인가되는 시간과 측정된 픽셀의 수는 비례한다. 결과적으로, 측정된 픽셀의 수는 픽셀 구동 전압이 인가된 동안의 시간에 대한 대리의 예비 측정값으로서 사용된다. 결과적으로, 불균일한 측정 타이밍에 픽셀 구동 전류를 측정하는 장치에 의해, 전술된 바와 같이, 픽셀 구동 전압과 오프셋 전류가 인가된 시간 사이의 상관 관계를 찾아야할 필요가 있다. As described above, the offset current changes during the time that the pixel driving voltage is applied to the
예비 측정(단계(90))에서, 디스플레이 패널(70)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터(즉, 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)의 게이트 단자)는 5V에 설정되며(비점등 상태) 배선(72A)으로 흐르는 구동 전류가 전류계(83)에 의해 측정된다. 이때 측정된 전류값은 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류값이다. 다음으로, 적당한 픽셀의 홀딩 캐패시터(75)(즉, 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)의 게이트 단자)가 3V로 설정되며(점등 상태), 그 다음 5V로 재설정되고(비점등 상태), 배선(72A)으로 흐르는 구동 전류가 전류계(83)에 의해 측정된다. 이때 측정된 전류는 측정된 픽셀의 수가 1일 때의 오프셋 전류이다. 이때, 제어 전압은 단계(91)에서 시작하는 실제 측정과 동일한 타이밍에 설정된다. In the preliminary measurement (step 90), the holding capacitor of all the pixels of the display panel 70 (i.e., the gate terminal of the
동일한 점등/비점등 동작은 실제 측정과 동일한 타이밍에서 픽셀들에 대해 수행되어, 오프셋 전류가 측정되고, 측정된 픽셀의 수가 2일 때의 오프셋 전류가 알려진다. 이때 측정된 픽셀의 위치는 측정된 픽셀의 수가 1일 때 알려진 오프셋 전류값에 대한 픽셀과 동일하거나, 또는 다른 픽셀일 수 있다. 픽셀의 동일한 점등/비점등 과정은 유사하게 실행되며 측정된 픽셀의 수와 오프셋 전류 사이의 상관 관계가 메모리(81B) 내의 테이블에 기록된다. The same lighting / non-lighting operation is performed on the pixels at the same timing as the actual measurement so that the offset current is measured and the offset current when the number of measured pixels is two is known. In this case, the position of the measured pixel may be the same as the pixel for the known offset current value when the number of measured pixels is 1, or may be another pixel. The same lighting / non-lighting process of the pixels is performed similarly and the correlation between the number of measured pixels and the offset current is recorded in a table in the memory 81B.
전술된 바와 같이, 디스플레이 디바이스(70) 상의 다른 픽셀들의 홀딩 캐패시터(75)의 전압(트랜지스터(74)의 게이트 전압)은 픽셀들의 점등/비점등 동작이 실행됨에 따라 누설 전류와 함께 변화하며, 각 픽셀의 드레인과 소스 사이의 전류는 증가한다. 그러므로, 측정된 픽셀의 수가 1일 때 오프셋 전류는 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류에 비해 큰 값이다. 또한, 오프셋 전류는 측정되는 픽셀의 수가 증가함에 따라(시간의 흐름에 따라) 갑자기 변화한다.As described above, the voltage of the holding capacitor 75 (gate voltage of the transistor 74) of the other pixels on the
디스플레이 디바이스(70)의 오프셋 값의 변화가 미리 알려질 때, 예비 측정은 필요치 않으며 테이블이 메모리(81B)에 저장된 후에 실제 측정이 수행될 수 있다. 또한, 픽셀 구동 전압이 인가되는 동안의 시간과 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 사용하여 실제 측정에 의해 픽셀 구동 전류를 알아낼 때, 모든 픽셀들을 비점등 상태에 설정하고, 픽셀 구동 전압을 배선(72A)에 인가하고, 소정의 각 시간 간격마다 오프셋 전류를 측정하며, 그 다음 측정이 수행되는 동안의 시간과 테이블의 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 기록할 수 있다. When the change in the offset value of the
다음으로, 본 발명에 따른 측정 방법인 실제 측정이 기술될 것이다(단계(91) 내지 단계(96)). 실제 측정에서, 디스플레이 디바이스(70)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터는 5V로 설정된다(단계(91)). 이 단계 동안 드레인과 소스 사이의 누설 전류 외에, 모든 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)로 흐르는 전류는 없다. 다음으로, 1행 1열의 측정되는 픽셀(71)의 홀딩 캐패시터(75)는 3V에 설정된다(단계(92)). 이때 설정되는 전압은 측정 상태에 따라 필요에 따라 설정될 수 있지만, 본 실시예에서의 측정 상태에서는 3V로 설정된다. 다음으로, 측정된 픽셀의 수가 0일 때 정전류 회로(85)의 전류는 메모리(81B)에 저장된 테이블로부터의 오프셋 전류값에 설정된다(단계(93)). Next, the actual measurement, which is the measuring method according to the present invention, will be described (
또한, 배선(72A)으로 흐르는 전류는 전류계(83)에 의해 측정된다(단계(94)). 따라서, 배선(72A)으로 흐르는 전류 중에서, 오프셋 전류는 전류계(83)를 통과하지 않고 정전류 회로(85)를 통과하여 배선(72A)으로 흐른다. 오직 측정된 픽셀의 픽셀 구동 전류만이 전류계(83)에 의해 측정될 수 있다. 그 결과, 픽셀 구동 전류를 더 작은 측정 범위 내에서 보다 정확하게 측정하는 것이 가능케 된다. 측정된 전류는 픽셀의 위치(1행 1열) 및 게이트 전압(3V)과 함께 메모리(81B)에 저장된다. 측정된 픽셀(71)의 홀딩 캐패시터(75)는 결과적으로 5V에 설정된다(비점등 상태). In addition, the current flowing through the
다음으로, 2행 1열의 측정되는 픽셀(77)의 픽셀 구동 전류가 측정된다. 먼저, 측정되는 픽셀(77)의 홀딩 캐패시터는 3V에 설정된다(단계(92)). 다음으로, 정전류 회로(85)의 전류는 메모리(81B)에 저장된 테이블로부터 획득된, 측정된 픽셀의 수가 1일 때의 오프셋 전류에 설정된다(단계(93)). 그 다음 배선(72A)으로 흐르는 전류는 전류계(83)에 의해 측정된다(단계(94)). 측정된 전류는 픽셀의 위치(2행 1열) 및 게이트 전압(3V)과 함께 메모리(81B)에 저장된다. 측정된 픽셀(77)의 홀딩 캐패시터(75)는 결과적으로 5V에 설정된다(비점등 상태). 제 1 열의 모든 픽셀들의 픽셀 구동 전류는 동일한 프로세스에 의해 연속적으로 측정된다. Next, the pixel drive current of the
제 1 열의 픽셀들의 측정이 완료되면(단계(95)), 디스플레이 디바이스(70)의 모든 픽셀들의 홀딩 캐패시터는 5V로 재설정된다(비점등 상태(단계(91))). 이러한 재설정에 의해, 픽셀들은 모든 픽셀들의 픽셀 구동 전류를 제어하는 트랜지스터(74)로 흐르는 드레인과 소스 사이의 누설 전류 외의 전류가 흐르지 않는 상태로 복귀한다. 그 다음 단계(92, 93, 94)의 프로세스가 반복되며 제 2 열의 각 픽셀의 픽셀 구동 전류가 연속적으로 측정된다. 메모리(81B)의 재설정 후에 단계(93)에서 설정된 정전류 회로(85)의 전류는 이때 측정된 픽셀의 수에 상응하는 오프셋 전류를 호출함으로써 설정된다. 예를 들어, 1행 2열의 픽셀이 측정될 때, 정전류 회로(85)의 전류는 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류로 설정되며 2행 2열의 픽셀이 측정될 때, 정전류 회로(85)의 전류는 측정된 픽셀의 수가 1일 때의 오프셋 전류로 설정된다. When the measurement of the pixels in the first column is completed (step 95), the holding capacitors of all the pixels of the
이러한 방법으로 각 픽셀이 연속적으로 측정되어 디스플레이 디바이스(70) 상의 모든 픽셀들이 측정되었을 때(단계(96)), 측정 장치(80)의 측정 동작이 완료된다. MPU(81A)는 메모리(81B)에 저장된 각 픽셀의 측정값이 필요한 표준 범위 내에 있는지의 여부를 확인하고 디스플레이 디바이스(70)의 품질을 판정하는 데에 사용된다. In this way, when each pixel is measured continuously so that all the pixels on the
단계(93)에서 정전류 회로(85)의 전류를 설정할 때 픽셀 구동 전류가 픽셀 구동 전압이 인가되는 동안의 시간과 오프셋 전류 사이의 상관 관계를 사용하여 측 정될 때, 복수의 소자들이 모두 비점등 상태로 설정된 이래로 흐른 시간이 알려지며 메모리(81B)에 저장된 테이블로부터 결과 시간에 상응하는 오프셋 전류값이 알려지고 전류가 설정된다. 지나간 시간에 상응하는 오프셋 전류값이 테이블에 입력되지 않으면, 가장 최근의 시간에 상응하는 오프셋 전류를 사용하거나 또는 MPU(81A)를 사용하여 데이터를 삽입함으로써 오프셋 전류값을 알아낼 수 있다. When setting the current of the constant
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 측정 과정 동안 홀딩 캐패시터(15)의 전압이 비점등 상태로 재설정되었을 때의 오프셋 전류의 변화(실선(40)) 대 재설정 없이 측정이 계속되었을 때의 오프셋 전류의 변화(점선(41))를 도시한다. 도면으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 재설정의 결과로서, 오프셋 전류값은 주기적으로 초기값으로 복귀되며, 따라서 측정 과정 중 오프셋 전류의 증가가 제어되고 오프셋 전류의 동적 범위는 도면에서 C로 도시된 범위 내에서 유지될 수 있다. 측정된 전류는 오프셋 전류값으로 설정된 정전류 회로(85)에 의해 상쇄되고, 따라서 전류계(83)에 필요한 동적 범위는 도면에 A로 도시된 범위 내에서 유지된다. 그러므로 측정의 정확도가 증가될 수 있다. 오프셋 전류는 하나의 열이 측정될 때마다 초기값으로 복귀된다. 그러므로 정전류 회로(85)의 전류를 결정하는 메모리(81B)의 테이블은 하나의 열 내의 픽셀의 수에 의해 확보될 수 있다. 결과적으로, 측정 과정 중 오프셋 전류의 변화가 기록된 테이블은 불필요하게 되며, 테이블의 내용이 감축될 수 있다. 4 shows the change in the offset current when the voltage of the holding
다른 실시예에서도, 측정된 픽셀의 수(또는 각 픽셀 구동 전압이 배선(72A)에 인가된 시간)와 오프셋 전류 사이의 상관 관계로부터 오프셋 전류의 증가량을 상쇄시킴으로써 픽셀 구동 전류를 알 수 있다. 그러나, 과정의 재설정(단계(91))이 빈번하게 사용되거나, 또는 디바이스가 긴 시간 동안 오프셋 전류에서 작은 변화만을 나타내도록 측정될 때, 픽셀 구동 전류는 배선(72A)으로 흐르는 전류와 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류(초기값) 사이의 차를 알아냄으로써 찾을 수 있다. 이러한 경우, 예비 측정이 단순화되며(단지 측정된 픽셀의 수가 0일 때의 오프셋 전류만이 측정된다), 정전류 회로(85)의 전류를 측정할 때마다 설정할 필요가 없으며, 따라서 빠른 측정이 가능해진다. 또한, 큰 테이블이 필요치 않으며 그에 따라 메모리(81B)의 저장 용량을 더 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. In another embodiment, the pixel drive current can be known by offsetting the increase in offset current from the correlation between the number of measured pixels (or the time each pixel drive voltage is applied to the
본 발명의 기술적인 개념이 특정한 실시예들을 참조하여 세부적으로 기술되었지만, 당업자에게 있어서 본 발명의 특허청구범위의 취지와 범주로부터 벗어나지 않는 한 다양한 변경과 변화가 가능하다는 점을 명백히 알 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 픽셀 구동 전류를 제어하는 소자로서 FET가 사용되었지만, 본발명에서 연산 증폭기 회로와 같은, 다른 전류 제어 소자를 사용하는 디스플레이 소자가 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 제어 전압을 유지시키는 홀딩 캐패시터(15, 75)가 사용되고 EL 소자(16, 76)는 제어 전압을 초기화함으로써(홀딩 캐패시터(15, 75)의 전압을 재설정) 주기적으로 비점등 상태로 재설정되었지만, 일정한 전압을 인가하고 이러한 응용 수단의 상태를 초기화함으로써 오프셋 전류의 증가를 억제하며 EL 소자(16, 76)를 주기적으로 비점등 상태로 재설정하는 데에 다른 수단이 사용될 수도 있다. Although the technical concept of the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications are possible without departing from the spirit and scope of the claims. For example, although an FET was used as an element for controlling pixel drive current in an embodiment of the present invention, a display element using another current control element, such as an operational amplifier circuit, may be used in the present invention. Further, in the embodiment of the present invention, the holding
또한, 본 발명의 실시예에서는 각 열(row)에 대해 비점등 상태로 재설정하는 사이클이 필요치 않으며, 만약 시간에 따른 오프셋 전류의 변화가 크면 몇몇의 모든 픽셀에 대해 재설정될 수 있고, 또는 만약 변화가 작다면 몇몇의 픽셀 열에 대해 재설정이 실행될 수 있다. 그러므로, 한번 예비 측정이 완료되면(단계(30) 및 단계(90)) 오프셋 전류의 변화량을 참조할 수 있으며 측정 제어 디바이스(21, 81)를 사용하여 몇 개의 픽셀들이 재설정되어야 하는지를 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 디스플레이 디바이스의 모든 픽셀들을 재설정해야 할 필요가 없다. 픽셀들이 한번 비점등 상태로 복귀되면, 소정의 횟수만큼 측정된 픽셀들만을 사용하여 재설정될 수 있다. 또한 이 실시예에서 측정의 대상인 픽셀들은 연속으로 측정되는 인접한 픽셀일 필요가 없다. 몇몇의 모든 픽셀들을 측정할 수 있으며 또는 픽셀들을 임의로 측정할 수도 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, a cycle for resetting to a non-lighting state is not necessary for each row, and if the change of the offset current with time is large, it may be reset for every few pixels, or if the change If is small, reset may be performed for some pixel columns. Therefore, once the preliminary measurement is completed (step 30 and step 90), reference can be made to the amount of change in the offset current and the
EL 소자가 형성된 후에 액티브 매트릭스 기판을 사용하는 EL 디스플레이 디바이스(10)가 이 실시예에서 기술되었지만, 본 발명은 예를 들어 일본특허 2004-294,457에 기술된 회로와 같이, EL 소자가 형성되기 전에 EL 소자를 대체하는(대체 부하) 측정 부하가 매트릭스 기판 상의 오픈 회로 전극 상에 배치되는 회로에도 적용될 수 있다. 이러한 경우, 본 명세서에서의 "점등된"이라는 용어는 기판 상에 장착된 EL 소자가 점등되도록 하는 전류 제어의 상태를 의미한다. 도 11은 대체 부하(substitution load)를 갖는 액티브 매트릭스 기판의 회로의 일부를 도시한다. 이러한 회로는 EL 소자가 형성되어야 하는 곳에 배치된 전극(18)을 가지며 이 전극(18)과 배선(12B) 사이에 접속된 부하(19)를 갖는다. 캐패시터(19A), 다이오드(19B), 트랜지스터(19C) 등이 도 12에 도시된 바와 같은 부하(19)에 사용될 수 있다. 트랜지스터(19C)가 사용될 때, 부하 값을 제어하는 새로운 게이트 라인이 액티브 매트릭스 기판에 배치된다. 도 11의 이러한 회로에 있어서, 도 2에 도시된 실시예와 동일한 구조적 부분에 대해 동일한 참조 번호가 사용되며 따라서 상세한 설명은 생략된다. EL 소자가 몰딩되기 이전에 기판 상의 EL 소자에 대해 대체 부하를 사용하는 회로는 도 8의 실시예에서도 사용될 수 있다. Although the
예비 측정이 실행되고 오프셋 전류값이 테이블에 저장되는 방법은 측정 속도를 향상시키는 데에 바람직하다. 그러나, 본 발명은 이러한 예에 제한되는 것은 아니며 측정에 있어서 매우 높은 정확도가 요구될 때에는 각 픽셀에 대해 오프셋 전류와 픽셀 구동 전류를 반복적으로 측정할 수도 있다. 이러한 경우, 먼저 비점등 상태에서 오프셋 전류가 측정되며, 픽셀이 점등 상태가 되어 픽셀 구동 전류가 측정되고, 오프셋 전류와 측정된 전류 사이의 차가 결과로서 저장되고, 픽셀은 비점등 상태로 복귀된다. 하나의 열의 픽셀들이 측정될 때뿐만 아니라, 측정된 픽셀의 수가 임의의 수를 초과할 때, 측정 시간이 임의의 측정 시간을 초과할 때, 측정된 값이 임의의 값을 초과할 때, 또는 이와 유사한 경우에도 적절한 타이밍에서 모든 픽셀들이 비점등 상태로 재설정되는 것이 가능하다. The way in which the preliminary measurement is performed and the offset current values are stored in the table is desirable to improve the measurement speed. However, the present invention is not limited to this example, and the offset current and the pixel drive current may be repeatedly measured for each pixel when very high accuracy is required for the measurement. In this case, the offset current is first measured in the non-lit state, the pixel is turned on to measure the pixel drive current, the difference between the offset current and the measured current is stored as a result, and the pixel is returned to the non-lit state. Not only when the pixels in one column are measured, but also when the number of measured pixels exceeds any number, when the measurement time exceeds any measurement time, when the measured value exceeds any value, or Similarly it is possible that all pixels are reset to the non-lighting state at the proper timing.
본 발명에 의해, 제어 전압에 의해 생성되는 오프셋 전류의 영향을 제거할 수 있으며 픽셀 구동 전류의 측정에 있어 정밀도를 향상시킬 수 있는 측정 방법 및 장치가 제공될 수 있다.By the present invention, it is possible to provide a measuring method and apparatus which can eliminate the influence of the offset current generated by the control voltage and can improve the precision in the measurement of the pixel driving current.
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